JP2006078691A - 画像記録装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 コストアップさせることなく、感光ドラムの偏心や、アイドルギアの偏心に基づく周期的な印刷位置の位置ずれを最低限度に抑えることである。
【解決手段】 回転体位相差設定手段18−1−1は、複数個のカラー画像形成部(21K、21Y、21M、21C)がそれぞれ有する回転体の回転位相を個々に設定し、位置ずれ検出手段18−1−2は、相対位相差を設定した一対のカラー画像形成部(例えば21Kと21Y)の間で複数の位置での印刷位置ずれ値を検出し、位置ずれ記憶手段18−1−3に複数の位置での位置ずれ検出値を記憶させ、印刷位置補正手段18−1−4は、複数の位置での印刷位置ずれ値の変動が最小になる相対位相差を変動最適値として判定し、該相対位相差を該変動最適値に補正する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、カラー電子写真プリンタ等、各カラー画像形成手段の印刷位置補正手段を備える画像記録装置に関する。
カラー電子プリンタ等のカラー画像記録装置では、記録媒体の搬送方向に、4個のカラー画像形成手段が配置されている。4個のカラー画像形成手段は、それぞれ、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の、各カラー画像を記録媒体上にタンデム状態に形成する。従って、感光ドラムや、該感光ドラムを駆動する駆動ギア等の偏心によって回転ムラが発生する。この回転ムラは、記録媒体上での各色彩画像の周期的な位置ずれ、即ち周期的な色ずれの発生に繋がる。
この周期的な色ずれを防止するための種々の技術が公開されている(例えば、特許文献1参照。)。
この特許文献1では、感光ドラムの偏心方向にマーキングを施し、そのマークを検出する手段と、マークの検出位置に対応して感光ドラムの回転位相を調節する手段とを備えることで、周期的な色ずれを各色彩間で同期させることによって色ずれを軽減させている。
しかし、上記技術では、感光ドラムの偏心方向を製造時等、前もって測定しておく必要がありコストアップの大きな要因になる。更に、その実施には複雑な数式に基づいた計算等かなりの難しさが伴う。
特開平10−333398号公報(要約)
解決しようとする問題点は、コストアップの大きな要因になり、且つ、実施にかなりの難しさが伴うという点である。
本発明の画像記録装置は、複数個のカラー画像形成手段がそれぞれ有する回転体の回転位相を個々に設定可能な回転体位相差設定手段と、回転体位相差設定手段が所定の相対位相差を設定した一対のカラー画像形成手段が所定の記録媒体上に形成した位置ずれ検出パターンから該一対のカラー画像形成手段の間で複数の位置での印刷位置ずれ値を検出する位置ずれ検出手段と、位置ずれ検出手段が検出した複数の位置での位置ずれ検出値を記憶する位置ずれ記憶手段と、一対のカラー画像形成手段の所定の相対位相差を回転体位相差設定手段に複数回変更させ、位置ずれ検出手段に複数回変更毎に複数の位置での印刷位置ずれ値を検出させ、記憶手段に記憶される複数回変更毎の位置ずれ検出値から複数の位置での印刷位置ずれ値の変動が最小になる相対位相差を変動最適値として判定し、該相対位相差を該変動最適値に補正する印刷位置補正手段とを備える。
コストアップさせることなく、且つ、容易に、感光ドラムの偏心や、アイドルギアの偏心に基づく周期的な印刷位置の位置ずれを最低限度に抑えることが可能になるという効果を得る。
一対のカラー画像形成手段、例えば画像形成部K(ブラック)と画像形成部Y(イエロー)の間での感光ドラムの回転位相差を例えば0度(初期状態)に設定し、所定の印刷位置ずれ検出パターンを搬送ベルト上に5個タンデム状態に印刷する。この5個のパターンは、感光ドラムの周長の2倍に相当する長さに等間隔で印刷される。この5個の印刷位置ずれ検出パターン毎の印刷位置ずれ値が検出される。
続いて、画像形成部Kの感光ドラムを回転させて両感光ドラムの回転位相差を例えば120度に設定し、上記0度と同様に5個の印刷位置ずれ検出パターン毎の印刷位置ずれ値が検出される。
続いて、画像形成部Kの感光ドラムを回転させて両感光ドラムの回転位相差を例えば240度に設定し、上記0度と同様に5個の印刷位置ずれ検出パターン毎の印刷位置ずれ値が検出される。
このようにして検出された3セット(0度、120度、240度)の印刷位置ずれ検出値の中から5個の検出パターンの位置ずれ値変動最小のセットが選択され、このときの両感光ドラムの回転位相差が変動最適値と判定される。
次に、画像形成部Kを固定し、画像形成部Yの感光ドラムを回転させて両感光ドラムの回転位相差が上記変動最適値に設定される。
画像形成部K(ブラック)と画像形成部M(マゼンタ)の間、及び画像形成部K(ブラック)と画像形成部C(シアン)の間についても同様に実行される。
図1は、本発明の制御系統のブロック図である。
図1より、本発明の制御系統は、ホストインタフェース部1と、コマンド/画像処理部2と、LEDヘッドインタフェース部3と、高圧制御部4と、CH発生部5と、DB発生部6と、TR発生部7と、ホッピングモータ8と、レジストモータ9と、ベルトモータ10と、ヒータモータ11と、ドラム駆動モータ(K、Y、M、C)12と、センサ13と、サーミスタ14と、環境温度センサ15と、色ずれ検出センサ16と、ヒータ17と、画像形成部21K、21Y、21M、21Cと、LEDヘッド3K、3Y、3M、3Cと、機構制御部18とを備える。
これら構成要素の詳細について説明する前に、本発明が適用される印字機構部の概要について説明する。
図2は、印字機構部の主要部横断面図である。
図に示すように、印字機構部には、4個の画像形成部21K、21Y、21M、21Cが、記録媒体の挿入側から排出側へ向かう搬送路にそって配置される。ここでK、Y、M、Cは、それぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色彩を表すこととする(以後同様に記す。)。この内部には、帯電ローラ22K、22Y、22M、22Cによって、その表面が、一様に帯電される感光ドラム23K、23Y、23M、23Cが含まれている。この表面に、LEDヘッド3K、3Y、3M、3Cによって画像データに従う静電潜像が形成される。
静電潜像には、現像ローラ24K、24Y、24M、24C、現像ブレード25K、25Y、25M、25C、スポンジローラ26K、26Y、26M、26Cなどによってトナーカートリッジ27K、27Y、27M、27Cから所定の色彩のトナーが供給され現像される。
静電潜像を現像したトナーは、転写ローラ28K、28Y、28M、28Cによって、搬送ベルト29上を画像形成部21Kから画像形成部21Cの方向に搬送されている記録媒体上に転写される。この搬送ベルト29は、駆動ローラ30と、従動ローラ31とによって周回される。
搬送ベルト29の周囲には、色ずれを検出するための色ずれ検出センサ16と、クリーニングブレード33と、廃トナータンク34とが配置される。この色ずれ検出センサ16は、搬送ベルト29上に形成される後記位置ずれ検出パターンに所定の光線を照射し、その反射光を受け入れて印刷位置ずれ値を検出するセンサである。クリーニングブレード33は、搬送ベルト29上に形成される後記位置ずれ検出パターンを除去する部分であり、廃トナータンク34は、除去された廃トナーを収納する部分である。
印刷時に於ける記録媒体は、用紙収納カセット35からホッピングローラ36により取り出されるとガイド37に案内されレジストローラ38に達する。記録媒体の斜め送り等はレジストローラ38と、相対するピンチローラ39とによって修正される。記録媒体は、その後レジストローラ38によって吸着ローラ40と搬送ベルト29との間へ導かれる。吸着ローラ40は、記録媒体を従動ローラ31との間で圧接することによって共に帯電させ、搬送ベルト29上に静電吸着させる。
転写ローラ28K、28Y、28M、28Cによってトナー画像が転写された記録媒体は、ヒートローラ41と加圧ローラ42へ送られる。ここでトナー画像は加熱され記録媒体上に定着される。ここでヒートローラ41の温度はサーミスタ14によって検出される。
定着後の記録媒体は、ガイド43を通ってスタッカ44へ収納されて印刷処理を終了する。
以上説明した工程中での記録媒体の位置を検出するために位置センサ13−1、13−2、13−3、13−4が所定の場所に配置されている。
以上で印字機構部の概要について説明を終了し、図1に戻って本発明の制御系統について詳細に説明する。
ホストインタフェース部1は、外部装置、即ちホストコンピュータとのインターフェースの役割を果たす部分である。
コマンド/画像処理部2は、外部装置から受け入れた印刷ジョブを解析し、編集し、展開し、ビットマップデータと各種の制御指示を出力する部分である。
LEDヘッドインタフェース部3は、コマンド/画像処理部2が出力する1ライン分のビットマップデータをLEDヘッド3K、3Y、3M、3Cへ送出する部分である。
LEDヘッド3K、3Y、3M、3Cは、上記のように、LEDヘッドインタフェース部3から1ライン分のビットマップデータを受け入れて該ビットマップデータに対応するLEDを点灯させて、感光ドラム23K、23Y、23M、23Cの表面に静電潜像を生成する部分である。
高圧制御部4は、機構制御部18の制御に基づいてチャージ電圧(CH)、現像バイアス電圧(DB)、転写電圧(TR)の生成を制御する部分である。
CH発生部5は、高圧制御部4の制御に基づいて画像形成部21K、21Y、21M、21Cにチャージ電圧(CH)を供給する部分である。このチャージ電圧(CH)は、帯電ローラ22K、22Y、22M、22C(図2)に印加される。
DB発生部6は、高圧制御部4の制御に基づいて画像形成部21K、21Y、21M、21Cに現像バイアス電圧(DB)を供給する部分である。この現像バイアス電圧(DB)は、現像ローラ24K、24Y、24M、24C(図2)に印加される。
TR発生部7は、高圧制御部4の制御に基づいて画像形成部21K、21Y、21M、21Cに転写電圧(TR)を供給する部分である。この転写電圧(TR)は、転写ローラ28K、28Y、28M、28C(図2)に印加される。
ホッピングモータ8は、機構制御部18の制御に基づいてホッピングローラ36(図2)を駆動するモータである。
レジストモータ9は、機構制御部18の制御に基づいてレジストローラ38(図2)を駆動するモータである。
ヒータモータ11は、機構制御部18の制御に基づいてヒートローラ41(図2)を駆動するモータである。
ドラム駆動モータ(K、Y、M、C)12は、機構制御部18の制御に基づいて感光ドラム23K、23Y、23M、23C(図2)を駆動するモータである。
センサ13−1、13−2、13−3、13−4は、印刷工程中に於ける印刷媒体の位置を検出するための位置センサである。この検出信号は、機構制御部18へ送られる。
サーミスタ14は、ヒートローラ41(図2)の定着温度を検出する温度センサである。この検出温度は機構制御部18へ送られる。
環境温度センサ15は、装置内部の温度を検出するセンサである。
色ずれ検出センサ16は、反射型光センサであり、搬送ベルト29(図2)に印刷された印刷位置ずれ検出パターンの反射強度を測定し、複数個の画像形成部21K、21Y、21M、21Cの印刷位置ずれ値(以後色ずれと同意概念とする。)を検出するセンサである。ここで、本発明において採用する複数個の画像形成部21K、21Y、21M、21Cによる印刷位置ずれ値検出法について説明する。
図3は、印刷位置ずれ検出パターンの構成図である。
(a)は、印刷位置ずれの基準となるKのパターンが示され、(b)には、後に続くYのパターンが示されている(M、Cとも同様)。
(a)に示すKのパターンは、副走査方向に垂直に5ドット幅(一例)の縞状のパターンが、それぞれ5ドット間隔で4本(一例)引かれたものである。4本の縞状パターンを1ブロックとして副走査方向に一定の間隔aを開けて9ブロック(一例)が直線状に配列される。
(b)に示すYのパターンは、Kのパターンと相対位相差4ビット遅れて開始し、副走査方向に垂直な5ドット幅(一例)の縞状のパターンが、それぞれ5ドット間隔で4本(一例)引かれたものである。4本の縞状パターンを1ブロックとして副走査方向に一定の間隔bを開けて9ブロック(一例)直線状に配列される。但し、ブロック間隔bがKのパターンに比較して1ドット狭く設定される。
従って、KのパターンとYのパターンとの相対位置は、ベルト走行方向最上流(第一ブロック)でKのパターンよりもYのパターンが、相対位相差にして4ドット遅れた状態に設定されると、2ブロック目では3ドット遅れ、3ブロック目では2ドット遅れ、以下同様にして、9ブロック目ではKのパターンよりもYのパターンが、相対位置にして4ドット進むことになる。
図4は、印刷位置ずれ検出結果を表す構成図である。
画像形成部21Kと画像形成部21Yとによって上記KのパターンとYのパターンがタンデム状に印刷された場合のパターンの構成図である。
(a)は、画像形成部21Kと画像形成部21Yとの間に印刷位置ずれがなかった場合の印刷結果を表している。
即ち、ベルト走行方向最上流(第一ブロック)では、Kのパターンが先行し、ベルト走行方向最下流(第九ブロック)では、Yのパターンが先行しており、第5ブロック(中心となるブロック)では、KのパターンとYのパターンが一致している。従って、光反射率の最も高い搬送ベルトが直接表面に現れている面積が他の全てのブロックに比較して大きくなる。
又、Yのトナーと、その下敷きになっているKのトナーは、何れも搬送ベルトを覆っているだけの状態(定着されていない)なので、搬送ベルトが透けて見えることはない。その結果、色ずれ検出センサ16の出力は、第5ブロックの位置で最大になる。
(b)は、画像形成部21Kと画像形成部21Yとの間に画像形成部21Kがベルト走行方向へ2ドット位置ずれしている場合の印刷結果を表している。
即ち、ベルト走行方向最上流(第一ブロック)では、Kのパターンが先行し、ベルト走行方向最下流(第九ブロック)では、Yのパターンが先行している。そして第3ブロックでKのパターンとYのパターンが一致している。
色ずれ検出センサ16を用いて図4のように再現された印刷結果からKのパターンとYのパターンが一致しているブロックを検出することによって画像形成部21Kと画像形成部21Yの間の相対的な位置ずれ値を容易に検出することが出来る。
以下、画像形成部21Kと画像形成部21Mの間の相対的な位置ずれ、及び、画像形成部21Kと画像形成部21Cの間の相対的な位置ずれ値も同様にして検出される。
図1に戻ってヒータ17は、ヒートローラ41を加熱するヒータである。
機構制御部18は、以上説明した制御系統全体を制御する部分であり、以下の内部構成を有する。
図5は、機構制御部の内部構成図である。
図に示すように、機構制御部18は、CPU(中央演算制御装置)18−1と、制御手段を実行するための制御プログラムを格納するプログラムROM18−2と、制御手段を実行するために必要なデータ等を記憶するメモリ18−3、と、上記制御系統をK、Y、M、Cの4系統に分割するカスタムLSI18−4とを有する。
更に、カスタムLSI18−4から制御系統は4色彩毎に分割され、それぞれの制御系統には、ドラム駆動モータ12K、12Y、12M、12Cと、このドラム駆動モータに駆動パルスを出力するモータドライブIC18−6K、18−6Y、18−6M、18−6Cとが接続される。更に、モータドライブICが出力する駆動パルスの個数をカウントするパルスカウンタ18−5K、18−5Y、18−5M、18−5Cが配置される。
再度図1に戻って、機構制御部18は、本発明では特に、回転体位相差設定手段18−1−1と、位置ずれ検出手段18−1−2と、位置ずれ記憶手段18−1−3と、印刷位置補正手段18−1−4とを備える。
回転体位相差設定手段18−1−1は、画像形成部21Kと、画像形成部21Yと、画像形成部21Mと、画像形成部21Cとが、それぞれ有する回転体の回転位相を個々に設定する制御手段である。
ここで回転体とは、感光ドラム23K(図2)、感光ドラム23Y(図2)、感光ドラム23M(図2)、感光ドラム23C(図2)、及び、ドラムモータ(K、Y、M、C)12(図2)から感光ドラムに駆動力を伝達するためのアイドルギア(実施例2で後述する。)とを含んでいる。
位置ずれ検出手段18−1−2とは、回転体位相差設定手段18−1−1が所定の相対位相差を設定した一対の画像形成部、例えば画像形成部21Kと、画像形成部21Yとが所定の記録媒体上に形成した位置ずれ検出パターンから該一対のカラー画像形成部間での印刷位置ずれ値を検出する制御手段である。即ち、一対の印刷位置ずれ検出パターン(図3)を搬送ベルト29(図2)に印刷し、色ずれ検出センサ16(図2)を用いて印刷位置ずれ値(図4)を検出する制御手段である。
位置ずれ記憶手段18−1−3は、位置ずれ検出手段18−1−2が検出した位置ずれ値を記憶する記憶手段である。即ち、位置ずれ検出手段18−1−2が検出した、画像形成部21Kと画像形成部21Yの間での印刷位置ずれ値、画像形成部21Kと画像形成部21M間での印刷位置ずれ値、画像形成部21Kと画像形成部21C間での印刷位置ずれ値を記憶する記憶部(図5のメモリ18−3が該当する。)である。この記憶部は、図5に示すように機構制御部18の内部に専用に設けられても良いし、あるいは又、装置全体の制御用として設けられているRAM(ランダムアクセスメモリ)を併用しても良い。
印刷位置補正手段18−1−4は、上記一対のカラー画像形成部間での回転体の相対位相差を回転体位相差設定手段18−1−1に複数回変更させ、位置ずれ検出手段18−1−2に複数回変更毎に印刷位置ずれ値を検出させ、位置ずれ記憶手段18−1−3に記憶される複数回変更毎の位置ずれ値から印刷位置ずれ値の変動が最小の相対位相差を検出する制御手段である。即ち、感光ドラム23Kと、感光ドラム23Y(又は23M、23C)と相対位相差を0度、120度、240度と変化させ、そのとき検出した複数個の位置ずれ値から印刷位置ずれ値の変動が最小の位相差を検出する制御手段である。
尚、回転体位相差設定手段18−1−1と、位置ずれ検出手段18−1−2と、位置ずれ記憶手段18−1−3と、印刷位置補正手段18−1−4とは、コンピュータプログラムによって制御される機構制御部18の制御手段である。このコンピュータプログラムは、機構制御部18の内部に専用に設けられても良いし(図5のプログラムROM18−2が該当する。)、あるいは又、装置全体の制御用として設けられているROM(リードオンリーメモリ)、RAM(ランダムアクセスメモリ)を併用しても良い。
以上説明した制御系統によって本発明の画像記録装置は以下のように動作する。
機構制御部18(図1)が、印刷位置補正手段18−1−4(図1)によって印刷位置補正制御を開始すると、画像形成部3K(図2)は、搬送ベルト29(図2)上に図3(a)に示すKのパターンを印刷する。このKのパターンは、相互に所定の間隔を開けて5個連続して印刷される。この所定の間隔は、感光ドラム23K(図2)の周長の2倍の長さの中にKのパターンが5個、均等間隔で印刷されるように設定される。
同様にして画像形成部3Y(図2)も、搬送ベルト29(図2)上に図3(b)に示すYのパターンをタンデム状に印刷する。このYのパターンは、相互に所定の間隔を開けて5個連続して印刷される。この所定の間隔は、感光ドラム23K(図2)の周長の2倍の長さの中に均等間隔で印刷されるように設定される。但し、図3でも説明したように、Yのパターンは、Kのパターンから相対位相差4ドット遅れて開始し、そのブロック間隔は、Kのパターンに比較して1ドット狭く設定される。その印刷結果を色ずれ検出センサ16(図5)で測定した結果の一例について以下に説明する。
図6は、印刷位置ずれ検出結果説明図である。
(a)は、初期状態に於いて、KのパターンとYのパターンとがタンデム状に印刷された場合の位置ずれ値を表す図であり、(b)は、感光ドラム23K(図2)の回転位相が、感光ドラム23Y(図2)よりも120度進んだ状態、即ち、感光ドラム23K(図2)を印刷時と同じ方向へ120度回転させた後、KのパターンとYのパターンとがタンデム状に印刷された場合の位置ずれ値を表す図であり、(c)は、感光ドラム23K(図2)の回転位相が、感光ドラム23Y(図2)より240度進んだ状態、即ち、感光ドラム23K(図2)を印刷時と同じ方向へ240度回転させた後、KのパターンとYのパターンとがタンデム状に印刷された場合の位置ずれ値を表す図である。
尚、(d)は、Kのパターンが1個とYのパターンが1個タンデム状に搬送ベルト29(図2)に印刷された状態を拡大して表した図である。又、(a)、(b)、(c)、とも斜線部分は、両検出パターンが正確に重なり合っているブロック、即ち、色ずれ検出センサ16(図5)の最大出力位置を示している。検出パターンの上側に正確に重なり合っているブロック番号を表し、検出パターンの下側に、そのときの印刷位置ずれ値(ドット数)を表している。
図(a)より、感光ドラム23K(図2)と感光ドラム23Y(図2)との位相差が初期状態に於いて、最初のパターンでは第4ブロックが、2番目のパターンでは第8ブロックが、3番目のパターンでは第2ブロックが、4番目のパターンでは第8ブロックが、5番目のパターンでは第4ブロックが、それぞれ色ずれ検出センサ16(図5)の最大出力位置になる。この値から図4を用いて既に説明したように画像形成部21K(図2)と画像形成部21Yとの相対的な印刷位置ずれ値の変動は(−1、+3、−3、+3、−1)ドットと求まる。ここまでの動作を実行させるためのモジュールが位置ずれ検出手段18−1−2に該当する。
この印刷位置ずれ変動の値(−1、+3、−3、+3、−1)は、メモリ18−3(図5)に格納される。この動作を実行させるためのモジュールが位置ずれ記憶手段18−1−3(図1)に該当する。
上記位置ずれ検出手段18−1−2(図1)及び位置ずれ記憶手段18−1−3(図1)が終了すると、搬送ベルト29(図2)上に印刷されたKのパターンとYのパターンは、クリーニングブレード33(図2)によって搬送ベルト29(図2)から除去され廃トナータンク34に収納される。
次に、全ての感光ドラム(23K、23Y、23M、23C)(図2)と、搬送ベルト29(図2)が停止した状態から機構制御部18(図5)は、ドラム駆動モータ12K(図5)を駆動し、感光ドラム23K(図1)のみ直前の状態(ここでは初期状態に該当する)から通常印刷時と同じ方向へ120度回転させる。この動作は、CPU18−1(図5)の制御に基づいてモータドライブIC18−6K(図5)から所定数量のパルスをドラム駆動モータ12K(図5)へ出力することによって実行される。
この所定のパルス数は、ドラム駆動モータK12(図2)の単位ステップ角と、感光ドラム23K(図2)にいたるまでの駆動力伝達経路(例えばアイドルギア等)のギア比から容易に求められる。この動作を実行するモジュールが回転体位相差設定手段18−1−1(図1)である。
以下、上記初期状態に於ける印刷位置ずれの検出と同様にして、感光ドラム23K(図2)が感光ドラム23Y(図2)より回転位相角120度進んでいる場合に於ける印刷位置ずれを検出する。
図(b)より、感光ドラム23K(図2)と感光ドラム23Y(図2)との相対位相差が120度に於いて、最初のパターンでは第4ブロックが、2番目のパターンでは第6ブロックが、3番目のパターンでは第4ブロックが、4番目のパターンでは第5ブロックが、5番目のパターンでは第6ブロックが、それぞれ色ずれ検出センサ16(図5)の最大出力位置になる。
この値から図4を用いて既に説明したように画像形成部21K(図2)と画像形成部21Yとの相対的な印刷位置ずれ値の変動は(−1、+1、−1、0、+1)ドットと求まる。ここまでの動作を実行させるためのモジュールが位置ずれ検出手段18−3(図1)に該当する。
この印刷位置ずれ値の変動は(−1、+1、−1、0、+1)メモリ18−3(図5)に格納される。この動作を実行させるためのモジュールが位置ずれ記憶手段18−1−3(図1)に該当する。
又、搬送ベルト29(図2)上に印刷されたKのパターンとYのパターンは、クリーニングブレード33(図2)によって搬送ベルト29(図2)から除去され廃トナータンク34に収納される。
次に、全ての感光ドラム(23K、23Y、23M、23C)(図2)と、搬送ベルト29(図2)が停止した状態から機構制御部18(図5)は、ドラム駆動モータ12K(図5)を駆動し、感光ドラム23K(図1)のみ直前の状態(ここでは初期状態から120度回転した状態に該当)から120度回転させる。この動作は、CPU18−1(図5)の制御に基づいてモータドライブIC18−6K(図5)から所定数量のパルスをドラム駆動モータ12K(図5)へ出力することによって実行される。
この所定のパルス数は、ドラム駆動モータK12(図2)の単位ステップ角と、感光ドラム23K(図2)にいたるまでの駆動力伝達経路(例えばアイドルギア等)のギア比から容易に求められる。この動作を実行するモジュールが回転体位相差設定手段18−1−1(図1)である。
以下、上記初期状態に於ける印刷位置ずれの検出と同様にして、感光ドラム23K(図2)が感光ドラム23Y(図2)よりも回転位相角240度進んでいる場合に於ける印刷位置ずれを検出する。
図(c)より、感光ドラム23K(図2)と感光ドラム23Y(図2)との相対位相差が240度に於いて、最初のパターンでは第7ブロックが、2番目のパターンでは第5ブロックが、3番目のパターンでは第3ブロックが、4番目のパターンでは第8ブロックが、5番目のパターンでは第2ブロックが、それぞれ色ずれ検出センサ16(図5)の最大出力位置になる。
この値から図4を用いて既に説明したように画像形成部21K(図2)と画像形成部21Yとの相対的な印刷位置ずれ値の変動は(+2、0、−2、+3、−3)ドットと求まる。ここまでの動作を実行させるためのモジュールが位置ずれ検出手段18−3(図1)に該当する。
この印刷位置ずれ変動の検出値は(+2、0、−2、+3、−3)メモリ18−3(図5)に格納される。この動作を実行させるためのモジュールが位置ずれ記憶手段18−1−3(図1)に該当する。
又、搬送ベルト29(図2)上に印刷されたKのパターンとYのパターンは、クリーニングブレード33(図2)によって搬送ベルト29(図2)から除去され廃トナータンク34に収納される。
以上の結果、初期状態に於ける画像形成部21Kと、画像形成部21Yとの印刷位置ずれ変動の検出値は(−1、+3、−3、+3、−1)である。
又、相対位相差120度(画像形成部Kが進んだ状態)に於ける画像形成部21Kと、画像形成部21Yとの印刷位置ずれ値の変動は(−1、+1、−1、0、+1)である。
更に、相対位相差240度(画像形成部Kが進んだ状態)に於ける画像形成部21Kと、画像形成部21Yとの印刷位置ずれ変動の検出値は(+2、0、−2、+3、−3)である。
上記3セットの印刷位置ずれ値の変動から、画像形成部21Kと、画像形成部21Yとの印刷位置ずれ値の変動が最も小さい値を判定することになる。
この判定方法では、カッコ内5個の検出値の標準偏差が最も小さいセットを最適値と判定しても良いし、あるいは又、カッコ内5個の検出値の最大値と最小値の差が最小なセットを最適値と判定しても良い。
上記図6の結果からは、いずれの方法によっても相対位相差120度(画像形成部Kが進んだ状態)に於ける画像形成部21Kと、画像形成部21Yとの印刷位置ずれ変動が最適値であると判断される。
次に、画像形成部21Kと、画像形成部21Yの印刷位置ずれ調整について説明する。
上記、感光ドラム23K(図2)が、感光ドラム23Y(図2)より120度回転位相角が進んだ状態は、感光ドラム23Kと感光ドラムY23Y(図2)の相対位相差を初期状態に戻して固定し、搬送ベルト29(図2)が停止した状態から機構制御部18(図5)は、ドラム駆動モータ12Y(図5)を駆動し、感光ドラム2Y(図1)のみ360−120=240度、通常印刷時と同じ方向へ回転させることによって得られる。
同様にして画像形成部21Kと、画像形成部21Mとの印刷位置ずれ値変動の最適値を求め、画像形成部21Kを固定して画像形成部21Mを回転させて画像形成部21Mの印刷位置ずれ調整を行う。
更に、画像形成部21Kと、画像形成部21Cとの印刷位置ずれ変動の最適値を求め、画像形成部21Kを固定して画像形成部21Cを回転させて画像形成部21Mの印刷位置ずれ調整を行う。
このようにして感光ドラム21K、21Y、21M、21Cの偏心等によって発生する、記録媒体上での各色彩画像の周期的な位置ずれ、即ち、周期的な色むらを補正することが可能になる。
尚、上記説明では、回転体位相差設定手順が設定出来る回転位相差を120度と240度に限定し、初期位相を含めて変更回数を3回に限定して説明したが、本発明は、この例に限定されるものではない。即ち、位相をずらせる量は120度以内であれば何度でもよく、又変更回数も3回以上であれば何回でも良い。より細かく角度を変えながら印刷位置ずれを検出することによって、より高精度な制御が実現可能になる。
又、上記説明では、回転体位相差設定手段18−1−1と、位置ずれ検出手段18−1−2と、位置ずれ記憶手段18−1−3と、印刷位置補正手段18−1−4とは、コンピュータプログラムによって制御される機構制御部18の制御手段として説明したが、本発明は、この例に限定されるものではない。即ち、上記各手段は、その手段毎に設けられた専用の回路ブロック又は専用の機能素子であっても良い。
以上説明したように、一対のカラー画像形成手段の所定の相対位相差を回転体位相差設定手段に複数回変更させ、位置ずれ検出手段に複数回変更毎に印刷位置ずれ値を検出させ、記憶手段に記憶される複数回変更毎の位置ずれ検出値から印刷位置ずれ最小の相対位相差を変動最適値として判定し、上記相対位相差を該変動最適値に補正する印刷位置補正手段とを備えることによって、感光ドラムの偏心などに基づく印刷位置の周期的な変動は最小限度に抑えることが出来るという効果を得る。
実施例1では、感光ドラム23K、23Y、23M、23C(図2)のみの偏心等によって発生する、記録媒体上での各色彩画像の周期的な位置ずれのみに着目して説明した。
しかし、周期的な位置ずれは、感光ドラム23K、23Y、23M、23C(図2)の偏心によって発生する場合のみではない。
即ち、ドラム駆動モータ12K、12Y、12M、12C(図1)と、感光ドラム23K、23Y、23M、23C(図2)との間には、ドラム駆動モータの回転速度を減速するためのアイドルギアが存在する。このアイドルギアが偏心している場合等にも、当然に周期的な位置ずれが発生する。本実施例では、このアイドルギアの偏心等に着目して周期的な位置ずれを補正する。
図7は、感光ドラムギアとアイドルギアとの関連説明図である。
横軸に印刷媒体搬送方向の印刷位置を表し、縦軸に副搬送方向印刷位置ずれを表している。曲線Aは、感光ドラムの位置ずれ特性を表し、曲線Bは、アイドルギアの位置ずれ特性を表している。曲線Cは、感光ドラムの位置ずれとアイドルギアの位置ずれとを合成した特性を表している。
図に示すように、曲線A及び曲線Bでは、それぞれ異なる周期で位置ずれ変動が発生している。従って、曲線A及び曲線Bの合成である曲線Cは、非常に複雑な位置ずれ変動を発生することになる。その結果実施例1で説明した印刷位置補正手段だけでは十分な補正を実行することが不可能に近い。そこで、本実施例では以下に説明するドラムギア/アイドルギア解離手段を備える。
図8は、ドラムギア/アイドルギア解離手段説明図である。
ここでは画像形成部21K(図2)のみについて説明する。
図8に示すように、感光ドラム23Kを駆動するための回転力は、ドラム駆動モータ12Kから、このドラム駆動モータ12Kの回転軸に軸止されているドラムモータギア12Kaと、このドラムモータギア12Kaに歯合するアイドルギア51Kと、このアイドルギア51Kの回転軸に軸止されている減速ギア51Kaと、感光ドラム23Kに軸止されている感光ドラムギア23Kaを介して感光ドラム23Kへ伝動される。画像形成部21Y(図2)、画像形成部21M(図2)、画像形成部21C(図2)についても、画像形成部21K(図2)と全く同様なので説明を省略する。
ここで、減速ギア51Kaと、感光ドラムギア23Kaとの歯合を解くドラムギア/アイドルギア解離手段52Kを更に備える。その結果感光ドラム23Kとアイドルギア51Kは、それぞれ独立して回転位相の設定が可能になる。画像形成部21Y(図2)、画像形成部21M(図2)、画像形成部21C(図2)についても、画像形成部21K(図2)と全く同様なので説明を省略する。
以下にその動作について説明する。
実施例2の動作は、感光ドラムの位相最適化と、アイドルギアの位相最適化の2段階に分解される。最初に感光ドラムの位相最適化の動作について説明し、続いてアイドルギアの位相最適化について説明する。
感光ドラムの位相最適化では、アイドルギアの各色間の相対位相差を変化させないで、感光ドラムのみについての相対位相差の検出及び最適化を行う。この目的を達成するために、ドラムとギアの解離手段52(K、Y、M、C)(図8)を用いて、感光ドラムギア23(Ka、Ya、Ma、Ca)(図8)と減速ギア51(Ka、Ya、Ma、Ca)(図8)とを解離する。
この状態で、感光ドラム23(K、Y、M、C)(図8)が通常印刷時の方向へ所定の角度回転した時にアイドルギア51(K、Y、M、C)(図8)が回転する筈の角度分を通常印刷時の方向とは反対方向に予め回しておく。ここでアイドルギア51(K、Y、M、C)(図8)を回す角度は、所定の角度×(感光ドラムギア23(Ka、Ya、Ma、Ca)(図8)の歯数/減速ギア51(K、Y、M、C)(図8)の歯数)として求まる。
しかる後、再度感光ドラムギア23(Ka、Ya、Ma、Ca)(図8)と減速ギア51(Ka、Ya、Ma、Ca)(図8)とを噛み合わせる。この状態から通常印刷時の方向へ感光ドラム23(K、Y、M、C)を所定の角度回転させることによって、アイドルギア23(Ka、Ya、Ma、Ca)(図8)各色間の相対位相差を変化させないで感光ドラム23(K、Y、M、C)(図8)のみの相対位相差を所定の角度変化させた状態での検出が可能になる。以下に実施例2における感光ドラムの位相最適化動作の詳細について説明する。
機構制御部18(図1)が、印刷位置補正手段18−1−4(図1)によって印刷位置補正制御を開始すると、画像形成部21K(図2)は、搬送ベルト29(図2)上に図3(a)に示すKのパターンを印刷する。このKのパターンは、相互に所定の間隔を開けて5個連続して印刷される。この所定の間隔は、感光ドラム23K(図2)の周長の2倍の長さの中にKのパターンが5個、均等間隔で印刷されるように設定される。以下実施例1の動作と全く同様にして初期状態に於ける画像形成部21Kと、画像形成部21Yとの印刷位置ずれ値の変動が求められる。
次に、全ての感光ドラム23K、23Y、23M、23C(図2)と、搬送ベルト29(図2)とを停止した状態にする。更に画像形成部21Kに於いて、ドラムギア/アイドルギア解離手段52K(図8)を図中上方へ移動させて、感光ドラムギア23Kaと減速ギア51Kaとの歯合を解く。この状態を維持したままで機構制御部18(図1)の回転体位相差設定手段18−1−1(図1)は、ドラム駆動モータ12K(図5)を駆動し、感光ドラムギア23Kaと減速ギア51Ka(図8)とが歯合していたならば感光ドラム23K(図1)を直前の状態(ここでは初期状態に該当する)から通常印刷時と同方向へ120度回転させるであろう回転角度だけアイドルギア51K(図8)を通常印刷時と反対方向に回転させ、ドラムギア/アイドルギア解離手段52Kを元に戻して感光ドラムギア23Kaと減速ギア51Kaとを歯合させる。
この状態から通常印刷時の方向へ感光ドラム23(K、Y、M、C)を120度回転させることによって、アイドルギア23(Ka、Ya、Ma、Ca)(図8)各色間の相対位相差を変化させないで感光ドラム23(K、Y、M、C)(図8)のみの相対位相差を120度変化させたことになる。このアイドルギア51Kの回転角度は、120×(感光ドラムギア23Kaの歯数/減速ギア51Kの歯数)度として容易に求められる。以下、実施例1における感光ドラム23K(図1)と感光ドラム23Yとの相対位相差120度に於ける印刷位置ずれの検出と同様にして、感光ドラム23K(図2)と感光ドラム23Y(図2)に於ける印刷位置ずれ値を検出する。
次に、全ての感光ドラム23K、23Y、23M、23C(図2)と、搬送ベルト29(図2)とを停止した状態にする。更に画像形成部21Kに於いて、ドラムギア/アイドルギア解離手段52Kを図中上方へ移動させて、感光ドラムギア23Ka(図8)と減速ギア51Ka(図8)との歯合を解く。この状態を維持したままで機構制御部18(図5)は、ドラム駆動モータ12K(図5)を駆動し、感光ドラムギア23Ka(図8)と減速ギア51Ka(図8)とが歯合していたならば感光ドラム23K(図1)を直前の状態(ここでは初期状態から120度回転した状態に該当する)から120度通常印刷時と同方向へ回転させたであろう回転角度だけアイドルギア51K(図8)を通常印刷時と反対方向に回転させ、ドラムギア/アイドルギア解離手段52Kを元に戻し、感光ドラムギア23Ka(図5)と減速ギア51Ka(図8)とを歯合させる。
この状態から通常印刷時の方向へ感光ドラム23(K、Y、M、C)を120度回転させることによって、アイドルギア23(Ka、Ya、Ma、Ca)(図8)各色間の相対位相差を変化させないで感光ドラム23(K、Y、M、C)(図8)のみの相対位相差を240度変化させたことになる。このアイドルギア51K(図5)の回転角度は、120×(感光ドラムギア23Kaの歯数/減速ギア51Kの歯数)度として容易に求められる。以下、上記実施例1に於ける相対位相差240度に於ける印刷位置ずれの検出と同様にして感光ドラム23K(図2)と感光ドラム23Y(図2)に於ける感光ドラム23Yのみに起因する位置ずれ値を検出する。これらの印刷位置ずれ検出値から、画像形成部21Kと、画像形成部21Yとの印刷位置ずれ変動が最も小さい値、即ち、印刷位置ずれの変動最適値を判定することになる。この判定方法は、実施例1と全く同様なので説明を省略する。
次に、画像形成部21Kと、画像形成部21Yの印刷位置ずれ調整について説明する。
最初に全ての感光ドラム(23K、23Y、23M、23C)(図2)と、搬送ベルト29(図2)とを停止した状態にする。更に画像形成部21Yに於いて、ドラムギア/アイドルギア解離手段52Y(図8)を図中上方へ移動させて、感光ドラムギア23Ya(図8)と減速ギア51Ya(図8)との歯合を解く。
この状態を維持したままで機構制御部18(図5)は、ドラム駆動モータ12Y(図5)を駆動し、所定の角度だけアイドルギア51Yを通常印刷時と反対方向に回転させ、ドラムギア/アイドルギア解離手段52Y(図8)を元に戻し、感光ドラムギア23Ya(図8)と減速ギア51Ya(図8)とを歯合させる。この所定の角度は(360度−位置ずれ変動の最適値を示す位相差角)×(ドラムギアの歯数/減速ギアの歯数)とする。次に、感光ドラムギア23Ya(図8)と減速ギア51Ya(図8)とを歯合させた状態で、アイドルギア51Yを通常印刷時の方向へ上記角度回転させることによって感光ドラム23K(図8)と感光ドラム23Y(図8)の最適な相対位相差を設定することが出来る。
同様にして感光ドラム23K(図8)と感光ドラム23M(図8)の最適な相対位相差、及び感光ドラム23K(図8)と感光ドラム23C(図8)の最適な相対位相差を設定することが出来る。
次に、上記アイドルギアの位相最適化について説明する。
機構制御部18(図1)が、印刷位置補正手段18−1−4(図1)によって印刷位置補正制御を開始すると、画像形成部21K(図2)は、搬送ベルト29(図2)上に図3(a)に示すKのパターンを印刷する。このKのパターンは、相互に所定の間隔を開けて5個連続して印刷される。この所定の間隔は、アイドルギア51K(図2)の周長の2倍の長さの中にKのパターンが5個、均等間隔で印刷されるように設定される。以下実施例1の動作と全く同様にして初期状態に於ける画像形成部21Kと、画像形成部21Yとの印刷位置ずれ値の変動が求められる。
次に、全ての感光ドラム23K、23Y、23M、23C(図2)と、搬送ベルト29(図2)とを停止した状態にする。更に画像形成部21Kに於いて、ドラムギア/アイドルギア解離手段52K(図8)を図中上方へ移動させて、感光ドラムギア23Kaと減速ギア51Kaとの歯合を解く。この状態を維持したままで機構制御部18(図1)の回転体位相差設定手段18−1−1(図1)は、ドラム駆動モータ12K(図5)を駆動し、アイドルギア51K(図2)を直前の状態(ここでは初期状態に該当する)から通常印刷時と同方向へ120度回転させ、ドラムギア/アイドルギア解離手段52Kを元に戻して感光ドラムギア23Kaと減速ギア51Kaとを歯合させる。
以下、実施例1における、感光ドラム23K(図1)と感光ドラム23Yとの相対位相差120度に於ける印刷位置ずれの検出の場合と同様にして、アイドルギア51K(図2)とアイドルギア51Y(図2)の相対位相差120度に於ける印刷位置ずれ値を検出する。
次に、全ての感光ドラム23K、23Y、23M、23C(図2)と、搬送ベルト29(図2)とを停止した状態にする。更に画像形成部21Kに於いて、ドラムギア/アイドルギア解離手段52Kを図中上方へ移動させて、感光ドラムギア23Ka(図8)と減速ギア51Ka(図8)との歯合を解く。この状態を維持したままで機構制御部18(図5)は、ドラム駆動モータ12K(図5)を駆動し、アイドルギア51K(図2)を直前の状態(ここでは初期状態から120度回転した状態に該当する)から通常印刷時と同方向へ120度回転させ、ドラムギア/アイドルギア解離手段52Kを元に戻して感光ドラムギア23Kaと減速ギア51Kaとを歯合させる。
以下、実施例1における、感光ドラム23K(図1)と感光ドラム23Yとの相対位相差240度に於ける印刷位置ずれの検出の場合と同様にして、アイドルギア51K(図2)とアイドルギア51Y(図2)に於ける印刷位置ずれ値を検出する。240度における検出が終わったら再び解離してアイドルギア51K(図2)を直前の状態(ここでは初期状態から240度回転した状態に該当する)から通常印刷時と同方向へ120度回転させて初期状態へ戻す。
これらの印刷位置ずれ検出値から、画像形成部21Kと、画像形成部21Yとの印刷位置ずれ変動が最も小さい値、即ち、印刷位置ずれの変動最適値を判定することになる。この判定方法は、実施例1と全く同様なので説明を省略する。
次に、画像形成部21Kと、画像形成部21Yの印刷位置ずれ調整について説明する。
最初に全ての感光ドラム(23K、23Y、23M、23C)(図2)と、搬送ベルト29(図2)とを停止した状態にする。更に画像形成部21Yに於いて、ドラムギア/アイドルギア解離手段52Y(図8)を図中上方へ移動させて、感光ドラムギア23Ya(図8)と減速ギア51Ya(図8)との歯合を解く。
この状態を維持したままで機構制御部18(図5)は、ドラム駆動モータ12Y(図5)を駆動し、所定の角度だけアイドルギア51Yを通常印刷時と反対方向に回転させ、ドラムギア/アイドルギア解離手段52Y(図8)を元に戻し、感光ドラムギア23Ya(図8)と減速ギア51Ya(図8)とを歯合させる。この所定の角度は(360−位置ずれ変動の最適値を示す位相差角)とする。このようにして感光ドラム23K(図8)と感光ドラム23Y(図8)の最適な相対位相差を設定することが出来る。
同様にしてアイドルギア51K(図8)とアイドルギア51M(図8)の最適な相対位相差、及びアイドルギア51K(図8)とアイドルギア51C(図8)の最適な相対位相差を設定することが出来る。
このようにしてアイドルギア51K、51Y、51M、51Cの偏心等によって発生する、記録媒体上での各色彩画像の周期的な位置ずれ、即ち、周期的な色むらを補正することが可能になる。
尚、上記説明では、回転体位相差設定手順が設定出来る回転位相差を所定の角度に限定し、初期位相を含めて変更回数を3回に限定して説明したが、本発明は、この例に限定されるものではない。
即ち、位相をずらせる量は感光ドラムギア23Ka、23Ya、23Ma、23Caと減速ギア51Ka、51Ya、51Ma、51Caとが歯合していたならば感光ドラム23K、23Y、23M、23Cを120度回転させたであろう回転角度以内であれば何度でもよく、又変更回数も3回以上であれば何回でも良い。より細かく角度を変えながら印刷位置ずれ値を検出することによって、より高精度な制御が可能になる。
次に実施例2の変形例について説明する。実施例2では、図8に示すように、感光ドラムギア23(Ka、Ya、Ma、Ca)の歯数と、減速ギア51(Ka、Ya、Ma、Ca)の歯数が異なるために、感光ドラム23(K、Y、M、C)の回転位相の絶対値と、アイドルギア51(K、Y、M、C)の回転位相の絶対値とが異なっている。その結果、図7に示すように合成した位置ずれ特性は複雑な変動を表している(曲線C)。この不都合を解消するために実施例2の変形例は、以下のように構成される。
図9は、ギア比説明図である。
図に示すように実施例2の変形例では、感光ドラムギア23(Ka、Ya、Ma、Ca)の歯数と、減速ギア51(Ka、Ya、Ma、Ca)の歯数とを等しく構成する。こうすることによって感光ドラム23(K、Y、M、C)の回転位相の絶対値と、アイドルギア51(K、Y、M、C)の回転位相の絶対値が等しくなる。その結果感光ドラム23(K、Y、M、C)とアイドルギア51(K、Y、M、C)とを合成した位置ずれ特性が複雑な変動を表す、という不都合を取り除くことが出来る。
以上説明したように、アイドルギアから感光ドラムへの回転力の伝達を解離するドラムギア/アイドルギア解離手段を更に備えることにより、実施例1の効果に加えてアイドルギアの偏心などによる周期的な印刷位置ずれをも最小限度に抑えることが出来るという効果を得る。
更に、アイドルギアから感光ドラムへの回転力伝達のギア比を1対1に設定することによって感光ドラムの回転位相の絶対値と、アイドルギアの回転位相の絶対値とが等しくなるため、感光ドラムの偏心による周期的な印刷位置ずれとアイドルギアの偏心による周期的な印刷位置ずれとを、一緒に補正することが出来るという効果を得る。
上記実施例1では、画像形成部21K、21Y、21M、21Cに、回転体位相差設定手段18−1−1と、位置ずれ検出手段18−1−2と、位置ずれ記憶手段18−1−3と、印刷位置補正手段18−1−4を備えることによって、印刷位置ずれの周期的変動を最低限度に抑えることが可能になった。
しかし、印刷位置ずれの変動最適値(相対位相差)を所定の角度刻みで検出するために真の最適値から、ずれが発生していた。例えば相対移相量0度、120度、240度の印刷位置ずれの周期的変動から最適値を求める場合には、真の最適値から最大60度のずれが発生するという問題がある。この問題を解決するために角度の刻みを小さくすると評価回数が多くなり所要時間や消費トナーが多くなり実用上問題が多い。この問題を解決すべく実施例3の画像記録装置は、以下のように構成される。
図10は、ドラムギアのホームポジション検知説明図である。
ここでは画像形成部21K(図2)のみについて説明する。
ホームポジションマーク55Kは、感光ドラムの端部(回転平面)に付着され回転角度のホームポジション(基準位置)を設定するマークである。このマークは、光線を反射させうるもの、例えば、金属皮膜、あるいはガラス片などから構成される。
ホームポジション検出センサ56Kは、装置内部の固定部分に配置されて、感光ドラムと共に回転するホームポジションマーク55Kに所定の位置(基準位置)で光線を照射し、その反射光を受光する光検出センサである。
他の構成要素は、実施例1と全く同様なので説明を省略し、動作のみについて説明する。
動作開始に当たって、ホームポジションマーク55K、55Y、55M、55C(図10)が感光ドラムの端部(回転平面)に付着される。その位置は、通常ホームポジション検出センサ56K、56Y、56M、56C(図10)のそれぞれが対応するホームポジションマークに光線を照射し、その受光量が最大になる位置に付着される。この位置を基準位置(ホームポジション)と定める。
更に、機構制御部18内部のメモリ18−3(図5)に制御中に於けるデータ履歴を記憶すべくホームポジションマーク55K、55Y、55M、55Cのそれぞれに対応する記憶領域が設定される。あるいは又、制御中に於けるデータ履歴記憶のための専用メモリを新たに配置してもよい。ここではメモリ18−3(図5)を用いることとする。
「第1回目の制御」
画像記録装置を新規購入して最初に使用する場合、あるいは又、所定の回転部品交換後最初に使用する場合等以後の制御の基準となる制御を第1回目の制御とし、この後に続く制御を第2回目の制御、第3回目の制御・・・・と定める。
尚、上記実施例1と実施例2では、2つの感光ドラムの相対位相差を主に用いて説明したが、本実施例では、ホームポジションマーク55K、55Y、55M、55Cを設けることによって各感光ドラム毎に回転の基準位置が明確になったので絶対位相を主に用いて説明する。ここで絶対位相とは、各感光ドラム毎にホームポジションマーク55K、55Y、55M、55Cからの回転位相を言う。
機構制御部18(図1)は、印刷位置補正手段18−1−4(図1)によって印刷位置補正制御を開始する。この第1回目の制御は、実施例1の動作と全く同様にして、画像形成部21K(図1)と画像形成部21Y(図1)の間での感光ドラムの絶対位相を0度(初期状態)に設定し、所定の印刷位置ずれ検出パターンを搬送ベルト上に5個タンデム状態に印刷する。この5個のパターンは、感光ドラムの周長の2倍に相当する長さに等間隔で印刷される。この5個の印刷位置ずれ検出パターン毎の印刷位置ずれ値が検出される。
続いて、回転体位相差設定手段18−1−1(図1)によって、画像形成部21K(図1)の感光ドラム23K(図2)を絶対位相を120度回転させる。この状態は感光ドラム23K(図2)と感光ドラム23Y(図2)の相対位相差が120度(画像形成部Kが進んだ状態)に設定された状態である。上記0度の場合と同様に5個の印刷位置ずれ検出パターン毎の印刷位置ずれ値が検出される。
続いて、回転体位相差設定手段18−1−1(図1)によって、画像形成部21K(図1)の感光ドラム23K(図2)の絶対位相を更に120度回転させる。この状態は感光ドラム23K(図2)と感光ドラム23Y(図2)の相対位相差が240度(画像形成部Kが進んだ状態)に設定された状態である。上記0度の場合と同様に5個の印刷位置ずれ検出パターン毎の印刷位置ずれ値が検出される。
このようにして検出された3セット(0度、120度、240度)の印刷位置ずれ検出値の中から5個の検出パターンの位置ずれ値変動が最小のセットが選択される。このときの両感光ドラムの相対位相差が画像形成部21K(図1)と画像形成部21Y(図1)との間での変動最適値と判定される。この変動最適値を仮に0度と仮定し、このときの5個の検出パターンの位置ずれ値を(αy1、βy1、γy1、δy1、εy1)と仮定する。
次に、機構制御部18(図1)は、実施例1と同様にして両感光ドラムの相対位相差を上記変動最適値に設定する。ここでは、相対位相差が0度なので画像形成部21K(図1)の感光ドラム23K(図2)を初期状態に戻すのみで画像形成部21Y(図1)の感光ドラムを回転させる必要はない。
画像形成部21K(図1)と画像形成部21M(図1)の間、及び画像形成部21K(図1)と画像形成部21C(図1)の間についても同様に実行される。このとき画像形成部21K(図1)と画像形成部21M(図1)の間での変動最適値を120度と仮定し、このときの5個の検出パターンの位置ずれ値変動を(αm1、βm1、γm1、δm1、εm1)と仮定する。次に、機構制御部18(図1)は、実施例1と同様にして両感光ドラムの相対位相差を上記変動最適値に設定する。
同様に画像形成部21K(図1)と画像形成部21C(図1)の間での変動最適値を240度と仮定し、このときの5個の検出パターンの位置ずれ値変動を(αc1、βc1、γc1、δc1、εc1)と仮定する。次に、機構制御部18(図1)は、実施例1と同様にして両感光ドラムの相対位相差を上記変動最適値に設定する。
上記第1回目の制御が終了すると、機構制御部18(図1)は、ホームポジションマーク55K、55Y、55M、55C(図10)のそれぞれについて設けられたメモリ18−3(図5)の内部の領域に、基準位置(ホームポジション)からの各画像形成部21K、21Y、21M、21C(図1)の位相角とそのときの5個の検出パターンの位置ずれ値変動とを格納する。
ここでは、第1回目の制御データとして、上記仮定より、メモリ18−3(図5)のホームポジションマーク55Kの領域には、0(度)、メモリ18−3(図5)のホームポジションマーク55Yの領域には、0(度)と(αy1、βy1、γy1、δy1、εy1)、メモリ18−3(図5)のホームポジションマーク55Mの領域には、120(度)と(αm1、βm1、γm1、δm1、εm1)、メモリ18−3(図5)のホームポジションマーク55Cの領域には、240(度)と(αc1、βc1、γc1、δc1、εc1)が、それぞれ格納される。
「第2回目の制御」
機構制御部18(図1)は、印刷位置補正手段18−1−4(図1)によって、第2回目の印刷位置補正制御を開始する。最初に画像形成部21K(図1)と画像形成部21Y(図1)双方の感光ドラムの絶対位相を0度(初期状態)に設定する。機構制御部18(図1)は、メモリ18−3(図5)から前回の制御データを読み出して、画像形成部21K(図1)の感光ドラム23K(図2)の基準位相を絶対位相30度に設定する。
上記のように前回(第1回目)の感光ドラム23K(図2)の基準位相は0度だったので今回は前回の基準位相に対して30度増加した値、即ち、絶対位相30度を基準として設定される。この設定は、ホームポジション検出センサ56K(図10)によってホームポジションマーク55K(図10)を検出し、その位置から感光ドラム23K(図2)の位相を30度進ませることによって容易に設定される。
次に、感光ドラム23Y(図2)の絶対位相を30度に設定する。この状態は、感光ドラム23K(図2)と感光ドラム23Y(図2)との相対位相差が0度の状態である。所定の印刷位置ずれ検出パターンが搬送ベルト上に5個タンデム状態に印刷される。この5個のパターンは、感光ドラムの周長の2倍に相当する長さに等間隔で印刷される。この5個の印刷位置ずれ検出パターン毎の印刷位置ずれ値が検出される。
続いて、回転体位相差設定手段18−1−1(図1)によって感光ドラム23K(図2)を120度回転させて絶対位相120度+30度に設定する。この状態は、感光ドラム23K(図2)と感光ドラム23Y(図2)との相対位相差が120度の状態である。上記0度と同様に5個の印刷位置ずれ検出パターン毎の印刷位置ずれが検出される。
続いて、回転体位相差設定手段18−1−1(図1)によって感光ドラム23Y(図2)を更に120度回転させて感光ドラム23Kの絶対位相を240度+30度に設定する。この状態は、感光ドラム23K(図2)と感光ドラム23Y(図2)との相対位相差が240度の状態である。上記0度と同様に5個の印刷位置ずれ検出パターン毎の印刷位置ずれ値が検出される。
このようにして検出された3セット(0度+30度、120度+30度、240度+30度)の印刷位置ずれ値の中から5個の検出パターンの位置ずれ値の変動が最小のセットが選択される。この変動値を仮に120度+30度と仮定し、このときの5個の検出パターンの位置ずれ変動を
(αy2、βy2、γy2、δy2、εy2)と仮定する。
ここで機構制御部18(図1)は、前回の位置ずれ変動(αy1、βy1、γy1、δy1、εy1)と今回の位置ずれ変動(αy2、βy2、γy2、δy2、εy2)とを比較し、位置ずれ値の変動が少ない方を選定し、そのときの相対位相差を変動最適値と判定する。ここでは前回の位置ずれ変動(αy1、βy1、γy1、δy1、εy1)が選定されたとすると変動最適値は、0度となる。次に、機構制御部18(図1)は、感光ドラム23K(図2)の絶対位相を0度に戻した後、感光ドラム23Y(図2)を回転させて両感光ドラムの相対位相差を上記変動最適値(この場合は0度)に設定する。
画像形成部21K(図1)と画像形成部21M(図1)の間についても同様に実行される。このとき画像形成部21K(図1)と画像形成部21M(図1)の間での最小変動値が発生する絶対位相角を240度+30度と仮定し、このときの5個の検出パターンの位置ずれ変動を(αm2、βm2、γm2、δm2、εm2)と仮定する。ここで機構制御部18(図1)は、前回の位置ずれ変動(αm1、βm1、γm1、δm1、εm1)と今回の位置ずれ変動を(αm2、βm2、γm2、δm2、εm2)比較し、位置ずれ値変動の少ない方を選定し、その相対位相差を変動最適値と判定する。ここでは今回の位置ずれ変動(αm2、βm2、γm2、δm2、εm2)が選定されたとすると変動最適値は、30度+240度=270度となる。次に、機構制御部18(図1)は、感光ドラム23Kの絶対位相を0度に戻した後、感光ドラム23M(図2)を回転させて両感光ドラムの相対位相差を上記変動最適値270度に設定する。
画像形成部21K(図1)と画像形成部21C(図1)の間についても同様に実行される。このとき画像形成部21K(図1)と画像形成部21C(図1)の間での最小変動値が発生する絶対位相を30度と仮定し、このときの5個の検出パターンの位置ずれ変動を(αc2、βc2、γc2、δc2、εc2)と仮定する。ここで機構制御部18(図1)は、前回の位置ずれ変動(αc1、βc1、γc1、δc1、εc1、)と今回の位置ずれ変動を(αc2、βc2、γc2、δc2、εc2)比較し、位置ずれ変動の少ない方を選定し、そのときの相対位相差を変動最適値と判定する。ここでは今回の位置ずれ変動(αc2、βc2、γc2、δc2、εc2)が選定されたとすると変動最適値は、30度となる。次に、機構制御部18(図1)は、感光ドラム21Kの絶対位相を0度に戻した後、画像形成部21C(図1)の感光ドラムを回転させて両感光ドラムの相対位相差を上記変動最適値30度に設定する。
上記第2回目の制御が終了すると、機構制御部18(図1)は、ホームポジションマーク55K、55Y、55M、55C(図10)のそれぞれについて設けられたメモリ18−3(図5)内部の領域に、基準位置(ホームポジション)からの位相角(即ち、絶対位相)とそのときの5個の検出パターンの位置ずれ変動とを格納する。
ここでは、第2回目の制御データとして、メモリ18−3(図5)のホームポジションマーク55Kの領域には、30(度)、メモリ18−3(図5)のホームポジションマーク55Yの領域には、0度と位置ずれ変動(αy1、βy1、γy1、δy1、εy1)が、メモリ18−3(図5)のホームポジションマーク55Mの領域には、270度と位置ずれ変動(αm2、βm2、γm2、δm2、εm2)が、メモリ18−3(図5)のホームポジションマーク55Cの領域には、30度と位置ずれ変動(αc2、βc2、γc2、δc2、εc2)が、それぞれ格納される。
以下同様にして、「第3回目の制御」、「第4回目の制御」、・・・・「第N回目の制御」と、感光ドラム23K(図2)の絶対位相に30度づつ加えた絶対位相を基準位相に設定して変動最適値を求める。それらの履歴の中から最も変動の少ない値を選択する事によって、結果として30度刻みで変動最適値を求めることが出来る。以上の説明では、30度刻みで変動最適値を求めたが、本発明は、この例に限定されるものではない。即ち、30度よりも大きくても、小さくても、或いは又、毎回異なる値であっても良い。更には、履歴の平均値をとっても良い。
以上説明したように、本実施例では、実施例1の感光ドラムの端部(回転平面)にホームポジションマークを付着し、装置内部の固定部分にホームポジション検出センサ56Kを配置し、且つ変動最適値及びその位置ずれ値の履歴を格納するメモリ領域を確保することによって、1回の位置ずれ補正動作には時間をかけずに、位相最適化制御を装置の運用中に何度か繰り返しているうちに、より高精度な位相最適化を図ることが出来るという効果を得る。又、上記実施例1及び実施例2では、感光ドラムの基準位置を明確にすることが困難なので、相対角度を基準にして制御することとしたが、本実施例ではホームポジションマークを付着することによって、感光ドラムの基準位置(絶対角度0度)を明確にすることが出来るようになり、より、再現性の高い制御が可能になった。
以上の実施例では、本発明の適用例として電子写真プリンタのみを例に挙げて説明したが、本発明は、この電子写真プリンタのみに適用されるものではない。即ち、タンデム方式の印刷装置であれば、容易に適用することが可能である。
本発明の制御系統のブロック図である。 印字機構部の主要部横断面図である。 印刷位置ずれ検出パターンの構成図である。 印刷位置ずれ検出結果を表す構成図である。 機構制御部の内部構成図である。 印刷位置ずれ検出結果説明図である。 感光ドラムギアとアイドルギアとの関連説明図である。 ドラムギア/アイドルギア解離手段説明図である。 ギア比説明図である。 ドラムギアのホームポジション検知説明図である。
符号の説明
1 ホストインタフェース部
2 コマンド/画像処理部
3 LEDインタフェース部
4 高圧制御部
5 CH発生部
6 DB発生部
7 TR発生部
8 ホッピングモータ
9 レジストモータ
10 ベルトモータ
11 ヒータモータ
12 ドラム駆動モータ(K、Y、M、C、K)
13−1 センサ
13−2 センサ
13−3 センサ
13−4 センサ
14 サーミスタ
15 環境温度センサ
16 色ずれ検出センサ
17 ヒータ
18 機構制御部
18−1−1 回転体位相差設定手段
18−1−2 位置ずれ検出手段
18−3 位置ずれ記憶手段
18−4 印刷位置補正手段
21K、21Y、21M、21C 画像形成部
3K、3Y、3M、3C LEDヘッド

Claims (9)

  1. 少なくとも2つの画像形成手段を持つ画像記録装置であって、
    回転体1を持つ第1の画像形成手段と、
    回転体2を持つ第2の画像形成手段と、
    前記回転体1の第1駆動源と、
    前記回転体2の第2駆動源と、
    前記第1駆動源又は、前記第2駆動源を制御し、前記回転体1と前記回転体2との回転位相差を変更する位相差変更部と、
    前記回転体1と前記回転体2との回転ムラの位相差を検出する検出部と、
    前記回転の位相差に対応する回転ムラの位相差を記憶する記憶部と、
    前記位相差変更部により複数の回転体の位相差を設定して回転ムラの位相差を検出し、回転ムラの位相差が小さい回転体の位相差を決定する位相差決定部を持つことを特徴とする画像記録装置。
  2. 前記複数の回転体の位相差は120度以下の間隔であることを特徴とする請求項1に記載の画像記録装置。
  3. 複数個のカラー画像形成手段を含む画像記録装置であって、
    前記複数個のカラー画像形成手段がそれぞれ有する回転体の回転位相を個々に設定可能な回転体位相差設定手段と、
    前記回転体位相差設定手段が所定の相対位相差を設定した一対の前記カラー画像形成手段が所定の記録媒体上に形成した位置ずれ検出パターンから該一対のカラー画像形成手段の間で複数の位置での印刷位置ずれ値を検出する位置ずれ検出手段と、
    前記位置ずれ検出手段が検出した前記複数の位置での位置ずれ検出値を記憶する位置ずれ記憶手段と、
    前記一対のカラー画像形成手段の前記所定の相対位相差を前記回転体位相差設定手段に複数回変更させ、前記位置ずれ検出手段に前記複数回変更毎に複数の位置での印刷位置ずれ値を検出させ、前記記憶手段に記憶される前記複数回変更毎の位置ずれ検出値から前記複数の位置での印刷位置ずれ値の変動が最小になる相対位相差を変動最適値として判定し、前記相対位相差を該変動最適値に補正する印刷位置補正手段とを備えることを特徴とする画像記録装置。
  4. 請求項3に記載の画像記録装置に於いて、
    前記印刷位置補正手段は、
    前記一対のカラー画像形成手段の一方のカラー画像形成手段を基準カラー画像形成手段として固定し、他のカラー画像形成手段を変更して組み合わせた複数の対について、各対毎に前記変動最適値を判定し、前記相対位相差を前記変動最適値に補正する手段であることを特徴とする画像記録装置。
  5. 請求項3又は請求項4に記載の画像記録装置に於いて、
    前記印刷位置補正手段は、
    前記複数回変更後の相対位相差が、最初の相対位相差と一致するように前記回転体位相差設定手段に前記回転体の相対位相差を設定させることを特徴とする画像記録装置。
  6. 請求項3から請求項5の何れか1項に記載の画像記録装置に於いて、
    前記回転体位相差設定手段が設定可能な相対位相差は、
    感光ドラム、及び該感光ドラムに駆動モータから回転力を伝達するアイドルギアの少なくとも一方の相対位相差であることを特徴とする画像記録装置。
  7. 請求項6に記載の画像記録装置に於いて、
    前記アイドルギアから前記感光ドラムへの回転力の伝達を解離するドラムギア/アイドルギア解離手段を更に備え、
    前記回転体位相差設定手段は、
    前記感光ドラムの回転位相を固定し、前記アイドルギアの回転位相のみを設定可能であることを特徴とする画像記録装置。
  8. 請求項6に記載の画像記録装置に於いて、
    前記アイドルギアから前記感光ドラムへの回転力伝達のギア比は1対1であることを特徴とする画像記録装置。
  9. 請求項4に記載の画像記録装置に於いて、
    前記カラー画像形成手段の各々に感光ドラムの初期回転位相を特定する初期回転位相特定手段と、
    前記基準カラー画像形成手段の前記初期回転位相に対する位相差を変更し、該変更毎に前記判定した前記変動最適値及び該変動最適値に於ける印刷位置ずれ値との履歴を記憶する記憶部とを更に備え、
    前記印刷位置補正手段は、前記変更毎に前記履歴を含めて前記印刷位置ずれ値の変動が最小になる前記相対位相差を変動最適値に設定することを特徴とする画像記録装置。
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